——国家能源局beplay规则 和可再生能源司副司长 史立山
能源是经济社会发展的重要物质基础,电力是现代能源体系的核心,确保电力安全可靠经济供应是能源发展的重要任务。经过一百多年的发展,电力已成为人类最方便和最清洁的能源形式,现代社会的特点是与电力密切相关的,经济社会越发展对电力的依赖就越大,没有电力就没有现代社会。但电力只是一个载体,本身并不是能源来源,确保电力供应的关键是如何保障一次能源的可持续供应。受化石能源资源有限性和气候变化的双重影响,目前的能源供应体系受到了了严峻调战,开发利用可再生能源成了国际社会的共识。目前的能源体系是建立在化石能源基础上的,特别是电力系统主要是由燃煤电站、水电站、核电站等可控电源组成的,是可以根据用电负荷需要来进行发电并保持电力系统供需平衡的。可再生能源的特点是资源分布广、能量密度较低,特别资源具有随机性和间歇性,如何使可再生能源发电融入现代电力系统,是推动可再生能源开发利用的一项重要任务。由于可再生能源资源的特性不可改变,要提高可再生能源在能源消费结构中的比重,必须要建立适应可再生能源特点的电力系统。
一、充分认识可再生能源在未来能源体系中的作用。
工业革命以来,世界能源的增长大大快于人口的增加。据统计,世界人口增加了4倍,能源增加了60倍,而全球仅有15%的人口实现了工业化。目前,发达国家的人均能源消费量都在6吨标准煤以上,美国达12吨,而世界平均能源消费水平为2.5吨标煤左右,我国人均能源消费目前为2吨标煤左右,非洲国家的人均能源消费量仅为0.5吨标准煤。
随着全球人口的增加和世界经济社会的进一步发展,全球能源消费必将持续增长。据国际能源署预测,到2030年,全球能源消费总量将由目前的160亿吨标煤增加到约250亿吨标煤。目前,全球探明的各类能源资源剩余量为石油约1650亿吨、天然气约181万亿立方米、煤炭约9000亿吨。按目前全球能源消量测算,石油可开采约40年,天然气可开采约63年,煤炭可开采约130年。从全球化石能源资源来看,再使用几十年或上百年是不会有问题的,但化石能源燃烧释放二氧化碳等温室气体所引起的全球气候变化问题,已成为扩大化石能源消费的重要制约困素。
政府间气候变化专门委员会(IPCC)评估报告指出,近50年来全球变暖主要是由于人类活动大量排放二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等温室气体的增温效应造成的,其中工业革命以来的化石能源燃烧释放的二氧化碳起到了重要作用。目前大气中的二氧化碳浓度已由工业革命前的280ppm达到了目前的380ppm,并且由于化石燃料燃烧和森林破坏等因素的影响,每年仍以2ppm的速度上升,最新的研究报告认为,为了使地球保持与工业革命前相似的状态,大气中最佳的二氧化碳浓度水平应不超过350ppm,因此,应对全球气候变化的任务相当艰巨。从目前人类的认识和技术来看,减排温室气体最有效的措施就是减少化石能源消费,一是要努力提高能源利用效率,减少能源消费总量,二是大力开发利用可再生能源,降低化石能源在能源消费中的比重。正是基于这样的认识,世界主要经济体都把开发利用可再生能源作为了能源发展优先领域,制定了促进可再生能源发展的战略、目标和激励政策,鼓励、引导和支持可再生能源技术进步和产业发展,欧盟、美国和日本等都提出了宏大的可再生能源发展目标。如欧盟提出,到2020年和2050年,可再生能源占其能源消费的比例将分别达到20%和50%;美国提出,到2025年,风力发电占其全部电力的20%,生物液体燃料替代30%的石油产品;日本提出,到2050年,可再生能源等替代能源将占其能源供应的50%以上。
可再生能源是指资源不因开发利用而减少或可周期性恢复的能源,包括水能、风能、太阳能、生物质能、地热能和海洋能等,具有资源分布广、利用潜力大、环境污染低、可永续利用的特点。普遍认为,可再生能源是满足来来经济社会发展的能源资源,如太阳能资源,一般地区每平方米每年收到的太阳幅射能量达1000千瓦时以上,在日照好的地方,如沙漠地区,达2000千瓦时以上。据统计,地球表面积为1.5亿平方公里,其中沙漠面积为3600万平方公里,沙漠地区5小时收到的太阳能幅射能量相当于目前全世界的能源消费量。其它可再生能源资源,包括风能、地热能、生物质能和海洋能等也非常丰富。只要世界各国共同努力,大力推动技术进步,开发利用好可再生能源资源,努力转变以化石能源供应为主的能源体系,使能源供应逐步转向以可再生能源为主,就能够解决目前所面临的能源资源和能源环境问题。因此,必须充分认识可再生能源在未来能源体系中的重要作用,及早行动,采取有效的政策和措施积极推动可再生能源的技术进步和产业发展。
二、可再生能源发展面临的主要制约因素
可再生能源发电是可再生能源利用的主要形式。目前,风能和太阳能发电技术已非常成熟,基本具备了扩大应用的条件。由于可再生能源资源自身的固有特性,与煤炭等常规能源发电技术相比,可再生能源发电也具有随机和间歇的特点,如风能资源时大时小、时有时无,太阳能资源白天有、夜间没有。除了目前可再生能源技术仍是发展中的技术,成本还比较高,在不考虑化石能源外部成本情况下,可再生能源发电还不具备市场竞争力,需要政策支持和资金补贴外,也面临着认识、技术和管理方面的多重制约。
电力系统是由发电站、输电网络、配电线络、电力用户和控制系统组成的复杂的体系,具有瞬间响应、及时平衡的特点,发电和用电之间要随时保持平衡。目前的电力系统是建立在可控电源基础之上的,电力系统管理者可以根据电力负荷的需要来安排发电。虽然电力管理体制在改革和变化,但无论是实行"厂网分开、竞价上网"改革,还是由发电企业和电力用户签订合同进行所谓的“直供”改革,电力系统的这一特点改变不了。正是由于电力系统的这种特性,普遍认为,虽然可再生能源是“绿色能源”资源,但由于其间歇和随机特性,所发电力是“劣质电力”,由此认为,可再生能源发电在电力系统中的比重不能大,否则电力系统将难以安全运行。
此外,可再生能源发电是从解决分散用电发展起来的,长期以来,可再生能源发电技术研究主要集中在机组开发和产品制造方面,如风电机组的技术进步很快,不仅单机容量快速增加,从过去的几十千瓦、几百千瓦到了现在的几千千瓦,而且发电成本也下降很多,已基本可以与常规能源发电相竞争,但在可再生能源发电并网问题方面重视不够。从我国风电发展情况来看,并网运行问题已成为风电发展最重要的制约因素,突出表现为对电力系统如何适应风电规模化开发研究不够,仍是从传统的电力系统特性出发,简